合金成分及海洋環(huán)境對(duì)Al-Zn-IN-Mg-Ti犧特征陽(yáng)極電化學(xué)性能影響研究.pdf

1、鋁合金犧牲陽(yáng)極驅(qū)動(dòng)電位高、理論電容量大、電流效率高、成本低廉、施工方便，常用于保護(hù)海洋工程中的鋼制設(shè)施。鋁合金犧牲陽(yáng)極通常是向鋁錠中添加適宜的合金元素熔煉而成，犧牲陽(yáng)極的性能主要取決于其化學(xué)成分。隨著深海資源的開發(fā)，深海鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕防護(hù)設(shè)計(jì)越來越急迫，應(yīng)用環(huán)境的變化對(duì)犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)的有效性起著決定性的作用。
　　 本文以Al-Zn-In-Mg-Ti犧牲陽(yáng)極為研究對(duì)象，采用拉丁正交設(shè)計(jì)不同合金含量陽(yáng)極，主要采用了恒電流測(cè)試、極化

2、曲線、電化學(xué)阻抗、掃描電鏡等測(cè)試分析方法，研究了合金成分以及海洋環(huán)境因素對(duì)Al-Zn-In-Mg-Ti犧牲陽(yáng)極電化學(xué)性能的影響。
　　 合金成分因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：In元素含量對(duì)陽(yáng)極電化學(xué)性能影響最大，其次是Ti、Mg，影響最小的是Zn。隨著In含量的升高，陽(yáng)極的開、閉路電位逐漸負(fù)移，但電流效率呈下降趨勢(shì)，且溶解形貌變差。陽(yáng)極中In含量應(yīng)控制在0.020％～0.030％。以電流效率為目標(biāo)函數(shù)得出的陽(yáng)極最佳配方(wt％)為：Zn6.

3、0，In0.020，Mg1.5，Ti0.050，余量為Al，最佳配方陽(yáng)極電流效率為89.85％。陽(yáng)極的活化機(jī)理為活性元素的優(yōu)先溶解，當(dāng)介質(zhì)中活性元素離子達(dá)到一定濃度值時(shí)，會(huì)在陽(yáng)極表面得電子沉積，破壞表面的氧化膜，使陽(yáng)極活化溶解。
　　 海洋環(huán)境因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：靜、動(dòng)態(tài)條件下，隨著溫度的降低，陽(yáng)極的開、閉路電位負(fù)移，電化學(xué)容量增大，電流效率升高，溶解形貌變好。腐蝕產(chǎn)物的附著會(huì)使陽(yáng)極溶解形貌變差，表現(xiàn)為不均勻腐蝕。低溫時(shí)陽(yáng)極的電化

4、學(xué)性能變好，主要原因是活性離子在陽(yáng)極表面的沉積，破壞了表面的氧化膜，使陽(yáng)極活化溶解。相同溫度下，動(dòng)態(tài)時(shí)陽(yáng)極的電化學(xué)容量、電流效率均比靜態(tài)要低，主要原因是流動(dòng)狀態(tài)加劇了介質(zhì)對(duì)陽(yáng)極的沖刷，陽(yáng)極表面結(jié)合力稍差的金屬顆粒發(fā)生機(jī)械脫落，未完全放電，致使陽(yáng)極的電化學(xué)容量、電流效率降低。溶解氧含量對(duì)陽(yáng)極的電化學(xué)性能影響不太明顯，隨著溶解氧的降低，僅電流效率會(huì)稍微下降，溶解形貌變差。鹽度的升高，加劇陽(yáng)極溶解沿著晶界向陽(yáng)極縱深發(fā)展，局部腐蝕嚴(yán)重，陽(yáng)極的電